一种新型环氧树脂低温固化剂的制备方法及固化剂的制作方法

文档序号:10547549阅读:551来源:国知局
一种新型环氧树脂低温固化剂的制备方法及固化剂的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种新型环氧树脂低温固化剂的制备方法,先向反应釜内同时加入脂肪酸和多胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热得到第一阶段溶液;后将反应釜的温度升高,搅拌反应,后停止搅拌,反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂;还涉及一种新型环氧树脂低温固化剂,包括如下重量份的原料成分:脂肪酸40~70重量份;多胺15~30重量份。与现有技术相比较具有本发明绿色环保、能够有效的解决在低温状态下环氧树脂被固化的问题,无需经过加热等处理过程,本方法固化效果好,毒性小,固化硬度高,耗时时间短的特点。
【专利说明】
一种新型环氧树脂低温固化剂的制备方法及固化剂
技术领域
[0001]本发明涉及一种新型环氧树脂低温固化剂的制备方法,还涉及一种新型环氧树脂低温固化剂。
【背景技术】
[0002]环氧树脂是泛指分子中含有两个或两个以上环氧基团的有机化合物,除个别外,它们的相对分子质量都不高。环氧树脂的分子结构是以分子链中含有活泼的环氧基团为其特征,环氧基团可以位于分子链的末端、中间或成环状结构。由于分子结构中含有活泼的环氧基团,使它们可与多种类型的固化剂发生交联反应而形成不溶的具有三向网状结构的高聚物。固化后的环氧树脂具有良好的物理、化学性能,它对金属和非金属材料的表面具有优异的粘接强度,介电性能良好,变形收缩率小,制品尺寸稳定性好,硬度高,柔韧性较好,对碱及大部分溶剂稳定,因而广泛应用于国防、国民经济各部门,作浇注、浸渍、层压料、粘接剂、涂料等用途。
[0003]专利申请号201510175411.9,公开了一种环氧树脂柔性固化剂及其合成方法,其合成的柔性固化剂两段含有羟基,与环氧树脂的相容性好,固化后的环氧树脂有一定的韧性,克服了传统固化剂固化环氧韧性不足的缺点;合成的柔性固化剂中引入了含有硫脲键的多胺,以酮式和烯醇式平衡态存在,这种烯醇式化合物能快速与环氧基反应,可使环氧树脂在低温条件下固化;其制备工艺复杂,而且制备过程中需要添加催化剂和有机溶剂。
[0004]专利申请号201310731613.8,公开了一种低温固化型脂肪族酰胺多胺环氧树脂固化剂及其制备方法,其固化剂的分子结构中同时具备酰胺键和叔胺键;制备过程中向反应器中加入仲胺化合物的同时还需要加入反应溶剂。
[0005]专利申请号95110531.0,公开了一种环氧树脂固化剂及其制备方法,是由环氧高级脂肪酸脂与多烷撑多胺按摩尔数1:0.5-5,反应温度100~110°(:,压力为20-40臟1^的条件下反应而产生的两种组分,两种组分的含量总和为100%。固化剂的固化所需的温度,固化速度和固化硬度等性能指标还需要进一步改进。

【发明内容】

[0006]本发明涉及一种新型环氧树脂低温固化剂的制备方法,还涉及一种新型环氧树脂低温固化剂。
[0007]本发明的技术方案是这样实现的:一种环氧树脂低温固化剂的制备方法,包括以下操作步骤:
1)先向反应釜内同时加入脂肪酸和多胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至120?180°C,反应2?3h,得到第一阶段溶液;
2)将反应釜的温度升高到200?250°C,搅拌反应3?5h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。
[0008]—种新型环氧树脂低温固化剂,其特征在于,包括如下重量份的原料成分: 脂肪酸40?70重量份;
多胺15?30重量份。
[0009]作为优选的技术方案,所述脂肪酸为妥尔油脂肪酸、松香酸、己二酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸、花生酸、山俞酸、木质素酸和类花生酸中的一种或多种。
[0010]作为优选的技术方案,所述多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、氢化牛脂胺、十八胺、油基伯胺、N-油基-1,3_丙撑二胺、N-牛脂基-1,3_丙撑二胺和N-牛脂基二丙撑三胺中的一种或多种。
[0011]由于采用了上述技术方案,本发明具有以下突出的有益效果:
本发明绿色环保、能够有效的解决在低温状态下环氧树脂被固化的问题,无需经过加热等处理过程,本方法固化效果好,毒性小,固化硬度高,耗时时间短。
【具体实施方式】
[0012]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0013]—种环氧树脂低温固化剂的制备方法,包括以下操作步骤:
1)先向反应釜内同时加入脂肪酸和多胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,向反应釜内持续充入氮气的目的是通过氮气对空气进行隔绝,避免反应物与空气接触发生氧化,产生其他副产物,搅拌并加热至120?180°C,反应2?3h,得到第一阶段溶液;将第一阶段的反应温度控制在120?180°C可以为反应提供充分的反应时间,反应温度低于120°C会造成第一阶段反应不完全,反应温度高于180°C会造成第一阶段还未反应充分即进入第二阶段;
2)将反应釜的温度升高到200?250°C,搅拌反应3?5h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。将第二阶段的反应温度控制在200?250°C,低于200°C反应不能完全进行,高于250°C由于第二阶段分子链比较长,会造成分解,产生其他多于副产物。同时在200?250°C这一温度区间内,会形成特殊的化合键,该化合键会与树脂交联,即反应过程中的酰胺经环化后与树脂进行交联,从而对固化剂的固化温度造成影响,实现低温常温状态下固化。
[0014]—种新型环氧树脂低温固化剂,其特征在于,包括按重量配比的以下组分:
脂肪酸40?70重量份;
多胺15?30重量份。
[0015]所述脂肪酸为妥尔油脂肪酸、松香酸、己二酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸、花生酸、山俞酸、木质素酸和类花生酸中的一种或多种。
[0016]所述多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、氢化牛脂胺、十八胺、油基伯胺、N-油基-1,3-丙撑二胺、N-牛脂基-1,3-丙撑二胺和N-牛脂基二丙撑三胺中的一种或多种。
[0017]实施例1:
先向反应釜内同时加入40份月桂酸和15份三乙烯四胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至120°C,反应3h,得到第一阶段溶液;将反应釜的温度升高到200°C,搅拌反应5h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。
[0018]实施例2:
先向反应釜内同时加入70份硬脂酸和30份四乙烯五胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至180°C,反应2h,得到第一阶段溶液;将反应釜的温度升高到250°C,搅拌反应3h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。
[0019]实施例3:
先向反应釜内同时加入55份花生酸和22份氢化牛脂胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至150°C,反应2.5h,得到第一阶段溶液;将反应釜的温度升高到2300C,搅拌反应4h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。
[0020]对照例1:
先向反应釜内同时加入40份月桂酸和10份三乙烯四胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至120°C,反应3h,得到第一阶段溶液;将反应釜的温度升高到200°C,搅拌反应5h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。
[0021]对照例2:
先向反应釜内同时加入40份月桂酸和36份三乙烯四胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至120°C,反应3h,得到第一阶段溶液;将反应釜的温度升高到200°C,搅拌反应5h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。
[0022]对照例3:
先向反应釜内同时加入15份三乙烯四胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至120°C,反应3h,得到第一阶段溶液;将反应釜的温度升高到20(TC,搅拌反应5h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。
[0023]对照例4:
先向反应釜内同时加入40份月桂酸和15份三乙烯四胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至200°C,反应3h,得到第一阶段溶液;将反应釜的温度升高到200°C,搅拌反应5h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。
[0024]对照例5:
先向反应釜内同时加入40份月桂酸和15份三乙烯四胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至120°C,反应3h,得到第一阶段溶液;将反应釜的温度升高到270°C,搅拌反应5h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。
[0025]对照例6:
先向反应釜内同时加入40份月桂酸和15份三乙烯四胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至120°C,反应3h,得到第一阶段溶液;将反应釜的温度升高到180°C,搅拌反应5h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。
[0026]实施例1-实施例3其第一反应阶段反应温度控制在120?180°C,第二反应阶段反应温度控制在200?250°C,多胺的添加量控制在15?30重量份,实施例1-实施例3得到的低温固化剂其固化速度,固化硬度和固化所需的温度均处于优越状态,固化所需的温度在常温下即可进行,无需进行加热等处理。对照例I和对照例2相对于实施例1改变了多胺的添加量,且添加量不在15?30重量份的范围内,对照例3相对于实施例1仅添加了15份的三乙烯四胺,并未添加脂肪酸。对照例4相对于实施例1改变了第一反应阶段反应温度,且反应温度不在120?180°C范围内。对照例5和对照例6相对于实施例1改变了第二反应阶段反应温度,且反应温度不在200?250°C范围内。对照例1-对照例6其固化速度、固化硬度和固化所需的温度等性能指标低于实施例1,并且对照例1-对照例6其固化速度、固化硬度和固化所需的温度等性能指标也低于实施例2、实施例3。
[0027]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种环氧树脂低温固化剂的制备方法,包括以下操作步骤: 1)先向反应釜内同时加入脂肪酸和多胺,之后向反应釜内持续充入氮气进行保护,搅拌并加热至120?180°C,反应2?3h,得到第一阶段溶液; 2)将反应釜的温度升高到200?250°C,搅拌反应3?5h,后停止搅拌,在持续充入氮气保护的情况下使反应釜自然冷却,即可得到低温固化剂。2.—种新型环氧树脂低温固化剂,其特征在于,包括如下重量份的原料成分: 脂肪酸40?70重量份; 多胺15?30重量份。3.根据权利要求2所述的一种新型环氧树脂低温固化剂,其特征在于:所述脂肪酸为妥尔油脂肪酸、松香酸、己二酸、辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、油酸、硬脂酸、花生酸、山俞酸、木质素酸和类花生酸中的一种或多种。4.根据权利要求2所述的一种新型环氧树脂低温固化剂,其特征在于:所述多胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺、多乙烯多胺、氢化牛脂胺、十八胺、油基伯胺、N-油基-1,3-丙撑二胺、N-牛脂基-1,3_丙撑二胺和N-牛脂基二丙撑三胺中的一种或多种。
【文档编号】C07C231/02GK105906786SQ201610477748
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年6月26日
【发明人】张传海, 李奎, 刘志山
【申请人】潍坊天福化学科技有限公司
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